I den kalde villmarken rommer galakser seg sammen rundt stjernenes bål og den sikrende trekningen av supermassive sorte hull. Mellom disse koselige klyngene av galakser, hvor tomt rom strekker seg over i millioner av lysår rundt, broer en svak motorvei mørket.
Dette gassy, intergalaktiske nettverket er kjent i kosmologiske modeller som det kosmiske nettet. Laget av lange filamenter med hydrogen som er igjen fra Big Bang, antas at nettet inneholder mest (mer enn 60%) av gassen i universet og for direkte å mate alle stjerneproduserende regioner i verdensrommet. I kryssene der filamenter overlapper hverandre, vises galakser. I det minste er det teorien.
Filamentene på den galaktiske banen har aldri blitt direkte observert før, fordi de er blant de svakeste strukturer i universet og lett overskygges av gløden av galaksen rundt seg. Men nå, i en studie publisert i dag (3. oktober) i tidsskriftet Science, har forskere broste sammen det første fotografiet av kosmiske filamenter noensinne som konvergerer i en fjern galakse-klynge, takket være noen av de mest følsomme teleskopene på jorden.
Bildet (under) viser blå filamenter av hydrogen som krysser seg gjennom en klynge av gamle hvite galakser, som ligger omtrent 12 milliarder lysår borte fra Jorden (noe som betyr at galaksene ble født i omtrent de første milliardene og et halvt år etter Big Bang). Forsiktig tent av galaksenes ultrafiolette glød, strekker filamentene seg i mer enn 3 millioner lysår, og bekrefter deres status som noen av de mest gargantuanske strukturer i rommet.
"Disse observasjonene av de svakeste, største strukturene i universet er en nøkkel til å forstå hvordan universet vårt utviklet seg gjennom tid," skrev Erika Hamden, en astronom ved University of Arizona Steward Observatory, i en tilhørende kommentar til den nye studien. (Hamden var ikke involvert i forskningen.) Disse observasjonene, la Hamden til, er "bare toppen av isfjellet" av kosmisk nettdeteksjon, med forskning som avslører ytterligere bilder av nettet i andre eldgamle hjørner av rommet.
Koble til nettet
Som den nye studien bemerker, er vetpsene av hydrogen som utgjør den kosmiske nettets filamenter så svake at de knapt kan skilles fra den tomme himmelen. Så, hvordan klarte forskerne å lokke disse funksjonene ut av mørket? Ved å bruke galaksene på nettet "som kosmiske lommelykter," skrev Hamden.
Ved hjelp av et instrument kalt Multi Unit Spectroscopic Explorer på European Southern Observatory's Very Large Telescope, zoomet forskerne inn på en gammel klump av galakser som ligger i Aquarius-stjernebildet, kjent for å være både ekstremt enorm og ekstremt gammel. Lys fra nyfødte stjerner og materie-makulerende sorte hull opplyste svakt vippene til hydrogen som virvler rundt i og mellom disse galaksene, slik at forskerne kan kartlegge en vag omriss av det kosmiske nettets filamenter der.
Observasjonene avdekket to parallelle motorveier som forbinder de galaktiske prikkene over millioner av lysår, som er bygd opp av en tredje strøm av gass som forbinder dem diagonalt som en kosmisk off-ramp. Sann til kosmologiske modeller så det ut til at filamentene av gass direkte førte de mest aktive stjernedannende galakser på nettet, og pumpet hydrogen rett inn i hjemmene til nyfødte soler og sultne sorte hull.
Denne studien gir det mest overbevisende bevis frem til at det kosmiske nettet eksisterer, akkurat som modeller forutsier, skrev Hamden. Undersøkelsen av strukturer som er så svake og langt borte har åpenbare begrensninger. For det første er det nesten umulig å se hvor kantene på hver ende av hydrogenfilamentet og det tomme rommet begynner, noe som gjør det mulig for forskjellige forskere å definere grensene til filamentene annerledes, noe som potensielt resulterer i forskjellige bilder av strukturene. I tillegg kan bakkebaserte teleskoper oppdage filamenter fra bare de fjerneste, gamle galakse-klyngene, som avgir nok lys til å avsløre hvordan den kosmiske banen dukket opp like etter Big Bang.
Et rombasert UV-teleskop kunne åpne døren for å studere hvordan nettet kobles til yngre, svakere galakser, men å distribuere et slikt instrument ville være vanskelig og dyrt, skrev Hamden. Til syvende og sist plasserer ikke denne nye studien stjernekikkerne på Jorden nærmere de gamle og mystiske verdenene over hele universet - men den minner oss om at vi kan være mer koblet til dem enn vi trodde.
